Ihohengitystä on muoto hengityksen jossa kaasu vaihto tapahtuu ihon läpi eikä keuhkojen kautta tai kidukset. Tätä prosessia esiintyy pääasiassa hyönteisissä, sammakkoeläimissä, kaloissa, merikäärmeissä, kilpikonnissa ja joissain nisäkkäissä (Jabde, 2005).
Ihoa hengittävien eläinten iho on melko erityinen. Kaasunvaihdon mahdollistamiseksi sen on oltava kostea, jotta sekä happi että hiilidioksidi pääsevät vapaasti sen läpi.
Rupikonna. Esimerkki eläimestä, jolla on ihon hengitys.
ominaisuudet
Ihohengitysprosessi suoritetaan yksinomaan ihon läpi. Tästä syystä useimmilla selkärankaisilla eläimillä, jotka käyttävät tällaista hengitystä, iho on voimakkaasti vaskulaarinen kaasunvaihtoprosessin helpottamiseksi.
Tämä vaihto on erittäin tärkeää sammakkoeläimillä ja pehmeäkuorisilla kilpikonnilla, jotka käyttävät limakalvoja ihon kosteuden säästämiseksi (Marshall, 1980).
Joidenkin sammakkoeläinten iholla on useita laskosia, jotka auttavat lisäämään hengitysnopeutta. Kärnten tiedetään ottavan vettä ja hengittävän ihonsa kautta. Heillä on kolme hengitysmuotoa: iho, keuhko ja suun limakalvon läpi. Tämä viimeinen hengitystyyppi on eniten käytetty, kun he ovat lepotilassa.
Ihon hengitys on sellainen hengitys, joka ei vaadi keuhkojen suorittamista. Tästä syystä on lajeja, joilla ei ole keuhkoja ja jotka voivat silti selviytyä ihon läpi suoritetun kaasunvaihdon ansiosta.
On lajeja, jotka voivat hengittää sekä ihoon että keuhkoihin, mutta sammakkoeläimissä arvioidaan, että ihon hengitys vastaa 90% elämiseen tarvittavasta hapesta.
Ihon hengitys eri eläinluokissa
sammakkoeläimet
Sammakkoeläimet luokitellaan monisoluisiksi organismeiksi ja kuuluvat sammakkoeläinluokkaan, mikä tarkoittaa kreikan kielellä "molemmat".
Kaikkien sammakkoeläinlajien iho on elin, jota käytetään eniten hengitysprosessin suorittamiseen. Jotkut lajit selviävät yksinomaan ihon hengityksestä.
Tämä koskee Plethodontidae-perheen romahtunutta salamandria. Tältä sammakkoeläinperheeltä puuttuu keuhkot kokonaan, mutta se on kuitenkin suurin salamanderilajien ryhmä maailmassa. (Zahn, 2012)
Sammakkoeläimet ovat täysin veden alla, mutta hengitys tapahtuu ihon läpi. Tämä on huokoinen kalvo, jonka läpi ilma leviää verisuonten ja kaiken ympäröivän välillä.
Vaikka ihon hengitys on pääasiassa sammakkoeläimissä, se auttaa vain rupikonna selviytymiseen kylmempinä vuodenaikoina.
Ihon hengitys vaatii jatkuvaa kosteutta ihon pinnalle. Kun rupikonna on pois vedestä, ihon limakalvon rauhoittavat edelleen ihoa, mikä sallii prosessin imeä happea ilmasta.
Sammakkoeläinten hengityksessä on joitain erityistapauksia. Esimerkiksi kidot, jotka hengittävät kidusten kautta, ja aavikon rupikonna, joilla on taipumus olla kuiva iho, mikä tekee ihon hengityksestä mahdotonta (Bosch, 2016).
Matelijat
Matelijoiden kehon peittävät vaa'at estävät useimmissa tapauksissa ihon hengitysprosessia. Kaasunvaihto on kuitenkin mahdollista vaakojen tai alueiden välillä, joilla vaakojen tiheys on pienempi.
Vedenalaisen hibernaation aikana jotkut kilpikonnat pysyvät hengissä riippuen ihon hengityksestä kloaakan ympärillä.
Samoin on merikäärmelajeja, jotka kuluttavat ihon läpi noin 30% tarvittavasta hapesta. Tästä tulee välttämätöntä, kun heidän täytyy sukeltaa vedenalaiseen suuntaan.
Merikäärmeille on mahdollista suorittaa tämä prosessi vähentämällä veren voimakkuutta keuhkoihin ja lisäämällä verenkiertoa ihon kapillaareissa. Tästä syystä käärmeen iho voi joskus näyttää vaaleanpunaiselta. (Feder & Burggren, 1985)
nisäkkäät
Nisäkkäiden tiedetään olevan endotermisiä tai "lämminverisiä" lajeja. Niillä on yleensä suurempi metabolinen kysyntä kuin eksotermisillä tai ns. "Kylmäverisillä" selkärankaisilla.
Samoin nisäkkäiden iho on paksumpi ja läpäisemätön kuin muiden selkärankaisten lajien, mikä estää suuresti ihoa käyttämästä elimenä, jota käytetään kaasunvaihtoprosessin suorittamiseen.
Nisäkkäiden ihon hengitystä on kuitenkin olemassa, mutta sitä esiintyy pienemmässä prosenttissa. Esimerkki on lepakot, jotka imevät happea siipiinsä sijaitsevien erittäin vaskulaaristen kalvojen kautta. Lepakot voivat ottaa siipiensä kautta noin 12% tarvittavasta hapesta.
Ihmiset kuuluvat nisäkäslajeihin, jotka kuluttavat vähiten happea ilmasta ihon läpi. Ihminen voi ottaa ilmasta keskimäärin 1% - 2% happea, jolla hän ei voinut taata elantonsa (Ernstene & Volk, 1932).
Ötökät
Hyönteisillä kaasunvaihto ihon läpi on yleensä runsasta, mutta se ei ole pääasiallinen hapenoton lähde.
Useimmat hyönteiset ottavat happea ja vapauttavat hiilidioksidia kutikulan, joka tunnetaan kynsinauhana, läpi, joka sijaitsee selkärangattomien ihmisen ulommassa osassa.
On joitain hyönteisperheitä, joilla ei ole määriteltyä hengityselimiä, joten he riippuvat täysin ihon hengityksestä kuljettamaan hemolymfaa (samanlainen kuin hyönteisten veri) kehon pinnalta sisäkudoksiin.
Useimmat maanpäälliset hyönteiset käyttävät henkitorven järjestelmää kaasunvaihtoon. Vesieliöissä ja endoparasiittisissa hyönteisissä ihon hengitys on kuitenkin elintärkeää, koska niiden henkitorvi ei pysty yksinään toimittamaan tarvittavaa happea (Chapman, 1998).
Kalat
Ihon hengitys tapahtuu erilaisissa meri- ja makeanveden kaloissa. Vesien hengityksessä kalat vaativat pääasiassa kidusten käyttöä.
Ihon hengitys edustaa kuitenkin 5% - 40% veden hapen kokonaiskulutuksesta, vaikka kaikki tämä riippuu lajeista ja ympäristön lämpötilasta.
Ihon hengitys on tärkeämpää lajeilla, jotka ottavat happea ilmasta, kuten hyppäävät tai korallikala. Näissä lajeissa hapen otto ihon läpi edustaa 50% koko hengityksestä.
Viitteet
- Bosch, DL (7. ja 2. 2016). Tarvitset vain biologian. Haettu artikkelista Kuinka hengittää ilman keuhkoja, Lissamphibian-tyyli: allyouneedisbiology.wordpress.com.
- Chapman, RF (1998). Cutaneus Hengitys. RF Chapman, Hyönteiset: rakenne ja toiminta (s. 452). New York: Cambridge University Press.
- Ernstene, AC, ja Volk, MC (1932). Laskimotukoksen vaikutus hiilidioksidin eliminaation ja hapen imeytymisnopeuteen. The Journal of Clinical Investigation, 387-390.
- Feder, ME, ja Burggren, WW (1985). Ihokaasunvaihto selkärankaisilla: suunnittelu, mallit, hallinta ja vaikutukset. Biologiset arvostelut, 1-45.
- Jabde, PV (2005). Respriation. PV Jabde, Yleisen fysiologian oppikirja (s. 112). Uusi Dehli: Discovery-kustantamo.
- Marshall, PT (1980). Uusinta, kaasunvaihto ja liikenne. PT Marshallissa nisäkkäiden ja muiden selkärankaisten fysiologia (s. 88-89). New York: Cambridge University Press.
- Zahn, N. (24/8, 2012). Saatu ihmisen hengityksestä Salameandering: iheartungulates.com.